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Urbane Logistik nachhaltig gestalten

Urbane Logistik nachhaltig gestalten

15. September 2020

Externer Autor: Professor Achim Kampker, RWTH Aachen

Wie integrierte IT-Plattformen die Effizienz im Logistiksektor steigern können

Die urbane Logistik ist dynamisch wie nie: Städte wachsen; wir bestellen Fernseher, Pizza und sogar unser Sofa online; Sensoren informieren über volle Glascontainer, die geleert werden wollen; neue Ansprüche von Online-Shoppern, wie schnelle und flexible Zustellung, werden vermehrt auch von lokalen Unternehmen oder der Gastronomie nachgefragt. Jeden Monat überrascht ein neues Startup mit Problemlösungen für Lieferung, Abholung oder Lagerung von Waren. Kurzum: Logistik beeinflusst mehr und mehr die Entwicklung der modernen Stadt.

Betrachten wir urbane Logistik als Gesamtsystem, finden wir zum Beispiel bei Warenlieferungen eine wachsende Komplexität bei gleichzeitig sinkender Effizienz des Logistiknetzes: Etablierte und aufstrebende Unternehmen führen immer häufiger Direktlieferungen durch, durchschnittliche Fahrzeug-Ladungen und auch Sendungsgrößen gehen infolgedessen zurück. Erstzustellungsversuche direkt beim Privatempfänger sind in drei von zehn Fällen nicht erfolgreich, komplexe und teure Retourenlieferungen nehmen stetig zu. Das alles führt letztlich zu einer größeren Fahrzeugflotte und einer höheren Umweltbelastung.

Gleichzeitig kommen Sensortechnologie oder dynamische Routenoptimierung zu selten zum Einsatz, um von fixen Routen auf flexible und tatsächlich nötige Fahrten umzustellen. Und obwohl Experten, Verbände und Logistiker Kooperation als wesentlichen Treiber für Innovation in der urbanen Logistik beschwören, kommen ambitionierte Projekte mit mehreren Teilnehmern viel zu selten über das Versuchsstadium hinaus. Zu neuen Technologien und Konzepten, wie dezentrale Lager oder Bündelung von Warenflüssen, gibt es zwar viele Ideen und Versuchsprojekte, bisher aber ohne Skalierung: Urbane Logistik funktioniert heute faktisch so wie vor Jahrzehnten – nur mit deutlich mehr und stetig steigendem Volumen.

Ob die Logistik in unseren Städten besser organisiert werden könnte, ist eine der Kernfragen der Logistik: Eine Analyse von Civitas, einem Netzwerk europäischer Städte, errechnet zwischen 300 und 400 Gütertransporte pro 1.000 Personen pro Tag. Mit entsprechenden Folgen: Für Deutschland gibt das Bundesumweltministerium beispielsweise an, dass fast ein Fünftel der innerstädtischen verkehrsbedingten NO2-Emmissionen auf Nutzfahrzeuge zurückzuführen ist. Und über die Frage der Umweltbelastung hinaus suchen Logistikunternehmer trotz Rekordabsätzen wegen der chronisch niedrigen Margen ständig nach Verbesserungsmöglichkeiten.

Wir sind der Überzeugung: Wenn es gelänge, die Innovationskraft aller Spieler in der urbanen Logistik zu bündeln, könnte der Sektor großes Effizienzpotenzial abschöpfen. Zentrales Element für diese Bündelung ist eine echte Integration des Gesamtsystems – angestoßen und gesteuert von einer aktiv gestaltenden Stadt.

Der Schlüssel zur Lösung: Urbane Logistik als Ganzes denken

Stellen wir uns vor: Eine Stadt baut ein Ökosystem auf, in dem die verschiedenen Akteure der Logistik miteinander vernetzt werden. Drei Punkte müssten dafür umgesetzt werden: Erstens: Alle relevanten Marktteilnehmer – vom Belieferer von Warenlagern bis zum Fahrradkurier – hinterlegen ihre Lieferkapazitäten in einer zentralen IT-Plattform. Zweitens: Über diese Plattform gelingt es, eine digitale, physische und operative Vernetzung zwischen den Akteuren herzustellen und diese zu steuern. Und drittens: Alle Beteiligten einigen sich auf Standards in der IT und idealerweise auf modular kombinierbare Sendungsgrößen, so dass die Vernetzung reibungslos verläuft.

Eine solche zentrale Plattform würde also alle verfügbaren Transportkapazitäten in der Stadt kennen – in Echtzeit und, noch wichtiger: mit Vorlauf. Speist man nun in dieses System die Nachfrage ein, hält man den Schlüssel für Effizienzsteigerungen im Logistik- sektor in der Hand: Jeder Sendung – ob groß und angekündigt oder klein und kurzfristig – wird die ideale Transportkapazität zugeordnet. Etablierte Paketzusteller wären in dieses System genauso eingebunden wie Taxis, die Kurierfahrten übernehmen oder den Handel beliefernde LKWs, die statt leer zurückzufahren, Kartonage für das Recycling einsammeln. Die Planung der tatsächlichen Verkehre in Echtzeit ermöglicht es, sowohl täglich vorhandenen Ströme zu bewältigen als auch auf zusätzliches Volumen oder Störungen zu reagieren. Auf Basis dieser maximal denkbaren Transparenz der Lieferketten entsteht die größtmögliche Effizienz im städtischen Logistiknetz.

Das mag utopisch klingen. Dass dieser Ansatz eines fein verzahnten Logistik-Ökosystems aber tatsächlich erfolgreich ist, verdeutlichen nicht nur die zahlreichen Startups, die ihr Geschäft über Plattformen abwickeln, sondern vor allem der Handels-, Technologie- und Logistikgigant Amazon. Der amerikanische Konzern hat eine Infrastruktur aufgebaut, die es ihm erlaubt, den jeweiligen Logistikaufwand in Echtzeit zu ermitteln und genau zu prognostizieren. Amazon hat zu jedem Zeitpunkt einen exakten Überblick über seine Wertschöpfungskette und baut eigene städtische Lieferketten dort auf, wo Partner nicht den von Amazon geforderten Standard abdecken. Nur: Das System Amazon funktioniert nur da, wo es genügend Volumen und einen vorgegebenen Größen- und Lieferstandard gibt. Weil Amazon kein fremdes Volumen aufnimmt, ist das System geographisch und von der Güterart her begrenzt. Wobei auch dies sich ändert: Seit Ende Juni 2020 holt Amazon in Großbritannien auch Pakete für Dritte ab und stellt sie zu; es ist zu erwarten, dass dieses Modell international ausgerollt wird.

"Die öffentliche Hand schafft Raum für urbane Logistik."
Portrait of Tobias Schönberg
Senior Partner
Berlin Office, Zentraleuropa

Die Gretchenfrage: Führt eine Systemintegration nicht irgendwann zum Monopol?

Bei der Forderung nach einer Systemintegration könnte schnell der Eindruck entstehen, dass es in Wahrheit um den Aufbau eines Monopols geht. Zugegeben, die Idee ist verlockend: Ein Unternehmen (zum Beispiel DHL, Alibaba oder Siemens) organisiert die Stadt und bietet allen Mitspielern den besten Service, den der Einsatz von künstlicher Intelligenz bieten kann und das zu niedrigen Kosten, weil kein System so effizient sein kann wie das, das wirklich alle Kapazitäten steuert.

Urbane Logistik als Motor für die Stadt der Zukunft muss aber mehr bieten als Effizienz. Sie muss in gleich hoher Qualität auch in schwächer besiedelten Gebieten angeboten werden, in jeder Hinsicht emissionsarm sein, faire Arbeitsbedingungen bieten und vieles mehr. Außerdem muss laufend investiert werden, damit der Markt seine Innovationskraft behält und neue Technologien schnell nutzbar sind.

Eine "Systemlösung aus einer Hand" stößt genau an diesem Punkt an ihre Grenzen: Entweder entsteht ein Monopol durch die schiere Übermacht eines einzigen Unternehmens, was bisher nie zu einer alle Interessen ausbalancierenden Situation geführt hat. Oder der Staat reguliert, indem er – wie immer wieder analog dem Schienenpersonennahverkehr in Deutschland gefordert wird – regionale Monopole per Vertrag vergibt, was dazu führt, dass nur die zu Beginn der Vertragslaufzeit vereinbarten Investitionen stattfinden. Die Folge: Echte Innovation kommt zum Erliegen.

Wenn eine Monopol-Plattform also nicht erstrebenswert ist, stellt sich die folgende Frage: Gibt es trotzdem eine Möglichkeit, eine tiefgehende Systemintegration auf den Weg zu bringen, mit der sich die Effizienz der urbanen Netze nachhaltig steigern lässt? Und weiter: Wie kann man dabei über die Wirtschaftlichkeit hinausgehende Rahmenbedingungen berücksichtigen und gleichzeitig den Wettbewerb erhalten?

Unser Vorschlag: Qualifizierte Unternehmen bauen mehrere Plattformen auf

Die Idee dahinter ist einfach: Die öffentliche Hand schafft Raum für urbane Logistik und gewährt den Zugang dazu ausgewählten Unternehmen, die bestimmte Voraussetzungen erfüllen.

Drei Beispiele, wie Städte ein attraktives Angebot für Logistikunternehmen schaffen könnten:

  1. Paketautomaten, an denen Kunden selbständig Pakete abholen oder verschicken können, erhöhen die Planbarkeit und senken die Wegekosten für Paketzusteller. Das Problem: Für ein wirklich flächendeckendes Angebot fehlen die Flächen. Logistikunternehmen verhandeln mit Tankstellen, Supermärkten oder großen Firmen, um Standorte zu gewinnen, die für die Nutzer keine zusätzlichen Wege in ihrem normalen Tagesablauf bedeuten.
    Städte können Flächen zur Verfügung stellen, um ein möglichst dichtes Netz an Automaten, die allen Zustellern offenstehen, zu ermöglichen. Flächen der stadteigenen Verkehrsunternehmen an Haltestellen bieten sich dafür an. Auch Bürgersteige haben an vielen Stellen genug Platz, um das "Stadtmobiliar" auf einen Schlag hundertfach zu ergänzen.
  2. Innerstädtischen Konsolidierungspunkte, sogenannte 'Urban Consolidation Center', auf die alle Logistiker Zugriff haben, ermöglichen eine Bündelung von Anlieferungen oder Zustellungen. Für diese letzten Meter können elektrische Fahrzeuge, insbesondere auch Dreiräder, eingesetzt werden, so dass kurze Routen mit hoher Stoppdichte zustande kommen.
    Städte können vor allem am Rand von dicht besiedelten Zentren Flächen erwerben und diese als Konsolidierungspunkte vermieten; oder sie können (je nach Lage sogar nur stundenweise) Parkraum für temporäre Lösungen reservieren. Dadurch könnte auch der Handel in Fußgängerzogen seinen Lieferverkehr während des Tages leichter organisieren.
  3. Kurzzeitiges Parken von Lieferfahrzeugen in zweiter Reihe oder an Straßenkreuzungen wird von vielen Fahrern als unumgänglich gesehen, ist aber in den meisten Ländern verboten. Es gibt allerdings Ausnahmen: In Deutschland dürfen Taxen halten, wenn sie niemanden behindern, in Spanien wird das Parken meist zumindest nicht geahndet, wenn die Warnblinkanlage eingeschaltet ist.
    Städte können Parkraum für Lieferfahrzeuge ausweisen und Fehlverhalten beim Parken in zweiter Reihe schärfer sanktionieren.

"Signifikante Effizienzsteige- rung und aktive Innovations- förderung gehen Hand in Hand."
Portrait of Marc Pisoke
Partner
Frankfurt Office, Zentraleuropa

Prinzipiell würde gelten: Der Zugang zu dieser neuen Infrastruktur wird nur ausgewählten Unternehmen gewährt. Bei deren Auswahl geht es aber explizit nicht um den günstigsten Preis. Kommunen oder Länder präqualifizieren vielmehr solche Logistiker, die eine Plattform einbringen, auf der sich – wie oben skizziert – ein vielseitiges Angebot an Transportkapazitäten organisieren und bündeln lässt. Weil davon auszugehen ist, dass mehrere Logistiker sich präqualifizieren, stehen diese Plattformen dann miteinander im Wettbewerb. Auf diese Weise würde niemand von den neu geschaffenen Möglichkeiten ausgeschlossen werden. Jedes Unternehmen könnte sich dann entweder selbst qualifizieren oder sein Angebot über eine der Plattformen organisieren.

Die öffentliche Hand könnte die Präqualifikation an eine Reihe von Bedingungen knüpfen. Denkbar ist zum Beispiel, dass die zertifizierten Unternehmen in dicht und weniger dicht besiedelten Gebieten dasselbe Angebot zur Verfügung stellen müssen. Oder dass die Erlaubnis, in bestimmten Gebieten aktiv zu werden, an die Nutzung umweltschonender Antriebstechnologien wie E-Autos oder E-Fahrräder gebunden ist. Auch die Preisgestaltung und Qualitätsstandards für Kunden könnten etwaige Kriterien sein.

Eine solche aktive Gestaltung durch die Städte wäre auch aus rechtlicher Sicht einfacher und schneller umzusetzen als beispielsweise die Einführung eines Lizenzsystems, wie es für Taxifahrer oder Apotheker gilt. Wobei für Innovationen in anderen Sektoren des Verkehrsbereichs sogar dies vorgeschlagen wird: Das Mobility Startup Goggo Networks beispielsweise fordert ein Lizenzsystem für das autonome Fahren, um den europäischen Markt vor einer Übermacht von Anbietern wie Waymo, Uber oder Apollo aus China zu schützen, die ausgerechnet mit dem Slogan "Amazon für Transportdienste" die Vision einer alles beherrschenden Plattform verfolgen.

"Zentrales Element ist eine echte Integration des Gesamt- systems."
Portrait of Martin Streichfuss
Senior Partner
Düsseldorf Office, Zentraleuropa

Die Effekte: Höhere Effizienz durch Bündelung und Innovationschub

Wie eingangs in der Vision einer integrierten Systemlösung skizziert, kann die Effizienz der urbanen Logistik signifikant gesteigert werden. Dies geschieht durch Bündelung, indem im Gesamtsystem Effekte viel konsequenter genutzt werden, als dies in den derzeitigen "Insellösungen" möglich ist. Konkret geht es um:

  • Erhöhung der Stoppdichte und der Sendungsmenge pro Stopp, weil nicht mehr mehrere Zusteller gleichzeitig im selben Bezirk, der gleichen Straße oder Haus zustellen
  • Auffüllen halbleerer Fahrzeuge während der Tour, auch mit kurzfristig beauftragten Lieferungen
  • Nutzung von innerstädtischen Konsolidierungspunkten, 'Urban Consolidation Centern', zur Bündelung von Sendungen auf den "letzten Metern"
  • Mischnutzung von Fahrzeugen – zum Beispiel: Ein Fahrzeug, welches tagsüber Pakete zustellt, könnte nachts im Sicherheitsbereich und morgens bei der Zustellung von Zeitungen genutzt werden oder am Ende einer Tour Recycling- Material transportieren. Am Ende könnte eine von allen genutzte Flotte stehen.
  • Einbindung von Drittfahrzeugen in das Logistiknetz, zum Beispiel Taxis oder Ride Hailing
  • Effiziente Same-Day oder Next-Hour-Zustellung durch verbesserte Transparenz und höhere Mengen
  • Zusammenfassende und integrierende Routenoptimierung durch exakte Kenntnis und prägnante Vorhersage von Warenströmen.

Darüber hinaus kann durch die Hürde der Präqualifikation Innovation angestoßen, ja verlangt werden. Das mögliche Leitmotiv: Qualifiziert für den Zugang zu neuer Infrastruktur wird nur, wer existierende Innovationen konsequent nutzt, die über die reine Bündelung der Plattformen hinausgehen, und ein zunehmend "intelligentes" System schafft. Beispiele dafür sind:

  • Einsatz emissionsarmer Fahrzeuge verschiedener Größe, je nach tatsächlichem Anforderungsprofil, inkl. automatisierten Lösungen wie Ducktrain oder dem Zusteller folgende Fahrzeuge
  • Konsequente Nutzung von Paketautomaten zur Bündelung von Zustellpunkten und damit Reduzierung vergeblicher Erstzustellversuche, auch für zu kühlende Produkte wie Lebensmittel oder Medikamente
  • Bessere Servicequalität, z.B. minutengenaues Track and Trace für Empfänger, Rückgabe beim Zusteller, kurzfristige Buchung von Spot-Verkehren, ermöglicht durch die Transparenz der Plattform – bis hin zur Umsetzung des 'Physical Internet'
  • Nachtbelieferungen, durch die Transportzeit gewonnen und Verkehre entzerrt werden können
  • Bestandsoptimierung und Verkleinerung von Warenhäusern durch offene Schnittstellen und Weitergabe von Informationen an Handel und Lieferanten.

In messbare Größen übersetzt bedeutet dies:

  • Weniger Emissionen durch Umstieg auf emissionsarme Fahrzeuge, z.B. kurzfristige Reduzierung der CO2- und Schadstoffemissionen um 30 Prozent durch verbesserte Leerlauf- und Standeffizienz sowie Rekuperation (im aktuellen Strommix; eine spätere Realisierung der Vision einer völlig emissionsfreien Zustellung ist möglich)
  • Weniger und passgenauere Fahrzeuge sowie geringerer Flächenbedarf mit entsprechender Kostenreduktion und Verringerung der Kapitalbindung: Einsparungen von mindestens 20 Prozent alleine durch Sharing in der Paketzustellung, zusätzliche Effekte durch multifunktionalen Einsatz
  • Weniger Fahrzeugkilometer bei gegebener Transportnachfrage, dadurch weniger Verkehr und Kosteneinsparungen. Die Erfahrung aus zahlreichen Netzintegra- tionen zeigt, dass Effekte von 10 bis 30 Prozent, teilweise mehr, möglich sind.

"Die Pilotierung unter Real- bedingungen ist ein zentraler Erfolgsfaktor."
Portrait of Achim Kampker
RWTH Universitätsprofessor

Der Weg: In drei Schritten zu einer neuen urbanen Logistik

Als ersten Schritt sehen wir die Festlegung des funktionalen und rechtlichen Rahmens für die Präqualifizierungen. Hierzu gehören Vorgaben bei der Ermittlung erforderlicher Mengengerüste, Festlegung von Anreizsystemen zur Reduzierung von Energie- und Flächenbedarfen sowie von Kennzahlen, die Effizienz- und Qualitätsverbesserungen messbar machen. Außerdem sollten Städte ermitteln, welche Infrastruktur konkret in das Modell eingebracht werden kann.

Zweitens werden dann in drei Regionen ("Reallaboren"), z.B. im Kernbezirk einer Großstadt, in der Peripherie einer Großstadt und in einer mittelgroßen Stadt, über einen Zeitraum von ein bis zwei Jahren die beschriebenen Prinzipien testen, Erfahrungen auswerten und insbesondere den Ausschreibungsrahmen verfeinern.

Dann wird im dritten Schritt das vorgestellte Konzept zur Steuerung der urbanen Logistik landesweit ausgerollt.

Uns ist bewusst: Was wir vorschlagen, ist nicht trivial. Aber die Komplexität und Bedeutung der urbanen Logistik wird weiter steigen. Eine aktive und nachhaltige Gestaltung erscheint uns genau jetzt wichtig.

Diese Publikation entstand in Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen.

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Mitwirkende Autoren

RWTH University Professor
Dr.-Ing. Achim Kampker MBA
Lehrstuhl für Produktionstechnik von Komponenten der E-Mobilität

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